机载光电平台技术的日臻成熟，使得机载电视设备的稳定跟踪性能不断提高。它被广泛应用于军事领域和公安领域。由于光电平台框架在跟踪中的运动，使得稳定的图像又叠加了额外的旋转，给飞行员观察带来不便，甚至带来错误判断，所以对CCD图像旋转的补偿控制技术(在此叫做CCD图像消旋控制技术)成为一项必要的研究内容。 本文首先阐述了机载摄像系统图像旋转的机理，说明了对其进行图像补偿的必要性，并通过分析三种不同的消旋方案，选择了适合机载CCD图像消旋的物理方法。根据指标要求，设计了CCD图像消旋控制系统的硬件电路，得出消旋控制系统框图中各环节的传递函数。 根据系统性能指标，通过对系统存在的摩擦力矩和导线束干扰扭矩的分析，确定了克服摩擦力矩和导线束扭矩干扰的影响是本消旋系统改善消旋性能要解决的首要问题。并针对这一问题，以经典频域理论为基础，在保证系统的稳定性和响应速度可实现的前提下，采用速度环和位置环的双环控制方法，在速度环的速度调节器设计中比较了一阶和二阶校正的校正效果，结果表明在速度环采用二阶校正，使速度环开环增益达到较高的水平；在位置环采用了经典滞后-超前控制方法，同时利用输入信息，采用速度前馈控制方法，使系统达到了一定的消旋精度。 针对利用经典控制理论设计的消旋控制系统性差，消旋精度不够高的问题，分析带来问题的原因是，系统中存在的摩擦力矩尤其是导线束干扰力矩较大，经典控制方法不足以对系统中存在摩擦力矩和导线束干扰扭矩进行充分的抑制，同时对于系统运行中由于摩擦等原因造成机身温度变化等不确定因素带来的模型不确定性没有足够的鲁棒性。为了解决此问题，本文提出了改进型内模控制方法，采用两步设计法对内模控制器进行设计，并将经典滞后-超前控制方法与内模控制方法进行了仿真试验研究，仿真结果表明，改进型内模控制方法能简单有效的解决上述问题，十分适合工程应用。